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| CREDITO per immagini di ricerca POSTECH |
Abstract:
Come può il personaggio del film Marvel Ant-Man produrre un'energia così forte dal suo piccolo corpo? Il segreto sta nei “transistor” sulla sua tuta che amplificano i segnali deboli per l’elaborazione. I transistor che amplificano i segnali elettrici in modo convenzionale perdono energia termica e limitano la velocità di trasferimento del segnale, il che riduce le prestazioni. E se fosse possibile superare tale limitazione e realizzare una tuta ad alte prestazioni che sia leggera e piccola ma senza perdita di energia termica?
Ora i dati possono essere elaborati alla velocità della luce!
Pohang, Corea del Sud | Inserito il 14 aprile 2023
Un team POSTECH composto dal professor Kyoung-Duck Park e Yeonjeong Koo del Dipartimento di Fisica e un team dell'Università ITMO in Russia guidato dal professor Vasily Kravtsov hanno sviluppato congiuntamente un "transistor nano-eccitonico" utilizzando eccitoni intrastrato e interstrato in semiconduttori basati su eterostruttura, che risolve i limiti dei transistor esistenti.
Gli “eccitoni” sono responsabili dell’emissione di luce dei materiali semiconduttori e sono fondamentali per sviluppare un elemento che emette luce di prossima generazione con minore generazione di calore e una fonte di luce per la tecnologia dell’informazione quantistica grazie alla libera conversione tra luce e materiale nei loro stati elettricamente neutri . Esistono due tipi di eccitoni in un eterobistrato semiconduttore, che è una pila di due diversi monostrati semiconduttori: gli eccitoni intrastrato con direzione orizzontale e gli eccitoni interstrato con direzione verticale.
I segnali ottici emessi dai due eccitoni hanno luci, durate e tempi di coerenza diversi. Ciò significa che il controllo selettivo dei due segnali ottici potrebbe consentire lo sviluppo di un transistor eccitone a due bit. Tuttavia, è stato difficile controllare gli eccitoni intra e interstrato in spazi su scala nanometrica a causa della non omogeneità delle eterostrutture dei semiconduttori e della bassa efficienza luminosa degli eccitoni interstrato oltre al limite di diffrazione della luce.
Nella sua ricerca precedente il team aveva proposto una tecnologia per il controllo degli eccitoni in spazi a livello nanometrico premendo materiali semiconduttori con una punta su scala nanometrica. Questa volta, per la prima volta in assoluto, i ricercatori sono stati in grado di controllare a distanza la densità e l’efficienza della luminanza degli eccitoni basandosi sulla luce polarizzata sulla punta senza toccare direttamente gli eccitoni. Il vantaggio più significativo di questo metodo, che combina una nanocavità fotonica e un modulatore spaziale della luce, è che può controllare in modo reversibile gli eccitoni, riducendo al minimo i danni fisici al materiale semiconduttore. Inoltre, il transistor nano-eccitonico che utilizza la “luce” può aiutare a elaborare enormi quantità di dati alla velocità della luce riducendo al minimo la perdita di energia termica.
L’intelligenza artificiale (AI) si è fatta strada nelle nostre vite più rapidamente di quanto ci aspettassimo e richiede enormi volumi di dati per l’apprendimento al fine di fornire buone risposte che siano effettivamente utili per gli utenti. Il volume sempre crescente di informazioni dovrebbe essere raccolto ed elaborato poiché sempre più campi utilizzano l’intelligenza artificiale. Si prevede che questa ricerca proporrà una nuova strategia di elaborazione dei dati adatta a un’era di esplosione dei dati. Yeonjeong Koo, uno dei co-autori del documento di ricerca, ha dichiarato: “Si prevede che il transistor nano-eccitonico svolgerà un ruolo fondamentale nella realizzazione di un computer ottico, che aiuterà a elaborare le enormi quantità di dati guidati dalla tecnologia AI.
La ricerca, recentemente pubblicata sulla rivista internazionale ACS Nano, è stata sostenuta dalla Samsung Science and Technology Foundation e dalla National Research Foundation of Korea.
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Contatti:
Jinyoung eh
Pohang University of Science & Technology (POSTECH)
Ufficio: 82-54-279-2415
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